1.linux核心等待佇列機制
1.1.概念
明確：等待分為忙等待和休眠等待
"等待":期望某個事件發生
「事件」：比如按鍵有操作，串列埠有資料，網路有資料；
明確：阻塞一般是指休眠等待
明確：程序的狀態
1.程序的準備就緒狀態
task_ready;
2.程序的執行狀態
task_running;
3.程序的休眠狀態
不可中斷的休眠：
task_uninterruptible
可中斷的休眠：
task_interruptible
4.注意：程序的切換，排程都是利用核心的排程器來實現的，排程器管理的物件是程序；
明確：休眠只能用於程序
程序休眠的方法：
1.在使用者層呼叫sleep函式
2.在核心層呼叫msleep/ssleep/schedule/schedule_timeout
說明：以上休眠的方法的缺點在於一旦事件到來，程序無法及時被喚醒(除非發訊號)，那麼造成事件無法得到及時的處理；
問：事件一旦到來，如何及時喚醒休眠的程序呢？
問：乙個程序如果發現裝置不可用，程序將進入休眠等待，一旦裝置可用，如何及時喚醒休眠的程序呢？
答：利用linux核心的等待佇列機制；
2.等待佇列機制
特點：
1.等待佇列機制本質目的就是實現程序在核心空間進行休眠操作；當然休眠的原因是等待某個事件到來！
2.一旦事件到來，驅動能夠主動喚醒休眠的程序，當然也可以通過訊號來喚醒；
3.訊號量機制就是靠等待佇列機制來實現的！
使用等待佇列機制實現程序休眠的步驟：
1.等待佇列 = 等待 + 佇列
模型：程序排程器->老鷹(核心實現)
等待佇列頭->雞媽媽(驅動實現)
要休眠的程序->小雞(驅動實現)
2.相關的資料結構
linux核心描述等待佇列頭的資料型別：
wait_queue_head_t
linux核心描述裝載休眠程序的容器的資料型別：
wait_queue_t
切記：此資料型別描述的裝載程序的容器
linux核心描述程序(執行緒)的資料型別：
struct task_struct ;//核心會為每乙個程序建立乙個對應的物件
linux核心描述"當前程序"的核心全域性指標變數: current
"當前程序"：只是當時獲取cpu資源，正在執行中中的程序，
而此時核心全域性指標變數current就指向當前這個程序的struct task_struct物件；
3.使用等待佇列實現程序在核心休眠的程式設計步驟：
3.1.定義初始化等待佇列頭(造雞媽媽)
wait_queue_head_t wq;
init_waitqueue_head(&wq);
3.2.定義初始化裝載休眠程序的容器(造小雞)
wait_queue_t wait;
init_waitqueue_entry(&wait, current);
說明：把當前要休眠的程序新增到容器wait中
3.3.將當前要休眠的程序新增到休眠佇列中去
add_wait_queue(&wq, &wait);
3.4.設定當前要休眠程序的休眠狀態
set_current_state(task_interruptible);
//設定為可中斷休眠狀態 或者
set_current_state(task_uninterruptible);
//設定為不可中斷的休眠狀態
注意：此時當前程序還沒有進入休眠狀態，還沒有釋放cpu資源；
3.5.當前程序進入真正的休眠狀態(釋放cpu資源)
schedule();
注意：此時程式就執行到此停止不前，等待某個事件的到來！
注意：1.此休眠函式和休眠狀態(可中斷的),休眠程序被喚醒的方法有兩種：
第一種通過訊號來喚醒
第二種通過事件到來，驅動主動喚醒
2.此休眠函式和休眠狀態(不可中斷的),休眠程序被喚醒的方法有一種：
第一種通過事件到來，驅動主動喚醒
總結：呼叫此函式，靜靜等待訊號或者驅動主動來喚醒；
3.6.一旦休眠程序被喚醒，記得要將休眠程序從休眠佇列中移除，在移除前設定當前程序的狀態為執行態：
set_current_state(task_running);
remove_wait_queue(&wq, &wait);
3.7.判斷喚醒的原因：
if (signal_pending(current)) else
3.8.事件到來，驅動主動喚醒的方法：
wake_up(&wq); //喚醒休眠佇列中所有的休眠程序；
或者wake_up_interruptible(&wq);//喚醒休眠佇列中所有睡眠型別為可中斷的休眠程序
案例：寫程序喚醒讀程序
實驗步驟：
1.insmod led_drv.ko
2../led_test r & //啟動讀程序
3../led_test w //啟動寫程序 ，主動喚醒
4../led_test r & //啟動讀程序
5.kill 讀程序的pid //接受訊號喚醒
#include #include #include #include #include //定義等待佇列頭
static wait_queue_head_t wq;
static ssize_t led_read(struct file *file,
char __user *buf,
size_t count,
loff_t *ppos)
else
return count;
}static ssize_t led_write(struct file *file,
char __user *buf,
size_t count,
loff_t *ppos)
//定義初始化操作介面
static struct file_operations led_fops = ;
//定義初始化混雜裝置物件
static struct miscdevice led_misc = ;
static int led_init(void)
static void led_exit(void)
module_init(led_init);
module_exit(led_exit);
module_license("gpl");
#include #include #include #include int main(int argc, char *argv)
fd = open("/dev/myled", o_rdwr);
if (fd < 0)
return -1;
if (!strcmp(argv[1], "r")) else
close(fd);
return 0;
}
3.linux核心等待佇列程式設計方法2：
明確：等待佇列機制是實現程序在核心空間進行休眠操作；
驅動要做的步驟：
1.定義初始化等待佇列頭
wait_queue_head_t wq;
init_waitqueue_head(&wq);
2.呼叫以下方法實現程序的休眠
wait_event(wq,condition);
說明：
引數：
wq：等待佇列頭
condition:
condition如果為假，表示事件沒有滿足，程序需要進行休眠；
condition如果為真，表示事件滿足，程序不進行休眠，立即返回
1.核心會幫你定義初始化乙個裝載當前程序的容器
2.核心也會幫你將當前程序新增到wq的休眠佇列中
3.核心也會幫你設定程序的休眠狀態，此休眠狀態為不可中斷；
4.核心也會幫你進入真正的休眠；
5.核心也會幫你判斷喚醒的原因；
6.核心也會幫你移除
或者
wait_event_interruptible(wq,condition);
說明：
引數：
wq：等待佇列頭
condition:
condition如果為假，表示事件沒有滿足，程序需要進行休眠；
condition如果為真，表示事件滿足，程序不進行休眠，立即返回
1.核心會幫你定義初始化乙個裝載當前程序的容器
2.核心也會幫你將當前程序新增到wq的休眠佇列中
3.核心也會幫你設定程序的休眠狀態，此休眠狀態 為可中斷；
4.核心也會幫你進入真正的休眠；
5.核心也會幫你判斷喚醒的原因；
6.核心也會幫你移除
程式設計框架：
//剛開始condition為假
wait_event_interruptible(wq, condition);
將condition再次設定為假，為了下一次休眠
...
//在別處，發現事件滿足，喚醒
condition設定為真；
wake_up_interruptible(&wq);
案例：編寫乙個真實有用的按鍵驅動！
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